DE20180223U1

DE20180223U1 - Zweitaktmotor

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Publication number: DE20180223U1
Application number: DE20180223U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2011-06-14
Also published as: CN2424304Y; AU9361301A; WO2002006647A1; US20020073954A1; US6499445B2

Description

Zweitaktmotor Zusammenfassung:

Der neuartige Zweitaktmotor hat in der Seitenwand des Zylinderkopfes einen Lufteinlass und einen Luftauslass. Durch den Kolben werden der Lufteinlass und der Luftauslass entsprechend reguliert. Eine Kurbelwelle, eine Nocke und ein Mitnehmerbolzen sind so an der Pleuelstange angeordnet, dass im Motor ein Gasaustausch stattfinden kann. Der neuartige Motor verhindert Kurzschlussspülungen beim Gasaustausch und reduziert den Schadstoffausstoß, da kein Schmieröl mit verbrannt wird. Außerdem ist er energiesparend und hat einen hohen Leistungsgewinn. Zu seinen Eigenschaften gehören einfache Bauweise, geringes Gewicht und zuverlässiger Betrieb. Die Vorteile seiner Bauweise sind die geringe Anzahl an hermetischen Verschlüssen und die äußerst kurzen Gaseinlassabstände. Zur besseren Funktionsweise überschneiden sich die Winkel des Lufteinlasses und des Luftauslasses. Der neuartige Zweitaktmotor kann als Otto-Verbrennungsmotor mit gegenläufigem Arbeitskolben und als Diesel-Kompressionsmotor eingesetzt werden.

Beschreibung: FELD DER ERFINDUNG

Gegenstand der Erfindung ist ein Zweitaktmotor, in dessen Inneren durch Verbrennung Energie freigesetzt und in mechanische Energie umgewandelt wird. Seine Hauptbauteile sind Zylinder, Kolben, Kurbelwelle, Nocke, Pleuelstange, Mitnehmerbolzen und Rückstellfedern.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Der Zweitaktmotor ist im Vergleich zum Viertaktverbrennungsmotor einfach gebaut, hat ein geringes Gewicht, ist zuverlässig im Betrieb, einfach zu warten und leis-

tungsfähiger. Daher wird er häufig in mittelgroßen und kleinen Motoren mit einer Leistung unter 500 ML verwendet. Aufgrund der langen Überschneidungszeiten bei der Kurzschlussspülung ist der Kraftstoffverbrauch deutlich größer und schneller. Der Fahrer hat also höhere Kraftstoffkosten als bei einem Viertaktverbrennungsmotor. Außerdem wird Schmieröl mit verbrannt, was zu starker Umweltbelastung führt. Da der Trend verstärkt in Richtung Umweltschutz und Energiesparen geht, spielt der Zweitaktverbrennungsmotor nur noch eine untergeordnete Rolle und immer seltener eingesetzt. Um die Zweitaktmotoren weiterzuentwickeln und zu verhindern, dass sie gänzlich vom Markt verschwinden, müssen sie verbessert und ihre Mängel beseitigt werden.

Durch die neuartige Konstruktion soll ein Zweitaktmotor von einfacher Bauweise und geringem Gewicht geschaffen werden, der energiesparend ist und einen hohen Leistungsgewinn hat, Kurzschlussspülungen beim Gaswechselprozess verhindert und die Umweltbelastung reduziert, da kein Schmieröl mit verbrannt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Hauptbauteile des neuartigen Zweitaktmotors sind Zylinder, Pleuelstange, Kurbelwelle und Kolben. Der Lufteinlass und der Luftauslass befinden sich an der Seitenwand des Zylinderkopfes in Höhe des unteren Totpunktes. Der Überströmkanal und der Auslasskanal befinden sich am oberen Ende des Kolbens. Die Kraftübertragung vom Kolben zur Kurbelwelle erfolgt vom oberen über das untere Ende der Pleuelstange. Die Kurbelwelle ist am unteren Ende der Pleuelstange befestigt. Über der Nocke befindet sich der Mitnehmerbolzen, der in Rückstellfedern eingebettet ist. An seinem oberen Ende ist der Mitnehmerbolzen durch ein schrägverzahntes Zahnrad im unteren Bereich des oberen Endes der Pleuelstange mit der Pleuelstange verbunden. Unten ist der Mitnehmerbolzen durch eine Keilnut am unteren Ende der Pleuelstange befestigt.

Die Erfindung bietet folgende Vorteile:

1. Der Lufteinlass und der Luftauslass befinden sich an der Seitenwand des Zylinderkopfes in Höhe des Totpunktes. Der Überströmkanal und der Auslasskanal befinden sich in Höhe des Kolbens. Der Winkel, den die Mittellinien des Luftein-

lasses und des Luftauslasses bilden, ist größer als der Winkel zwischen Überströmkanal und Auslasskanal. Dadurch können Kurzschlussspülungen beim Gaswechselprozess vermieden, der Energieverbrauch reduziert und der Leistungsgewinn vergrößert werden. Da der Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt wird, muss ihm kein Schmieröl beigemischt werden. Die Umweltbelastung durch Abgase kann dadurch stark reduziert werden.

2. Es werden keine Ersatzteile wie zum Beispiel Nocken für das Luftumschaltventil und das Steuerventil benötigt. Der Motor ist daher leichter, flacher, flexibler in der Konstruktion und in der Bauweise, zuverlässiger im Betrieb und kostengünstiger.

3. Der Lufteinlass und der Luftauslass im Zylinderkopf sind beim Kolbenhub abgedeckt. Beim Schmiervorgang gelangt daher kein Schmieröl in den Lufteinlass oder Luftauslass.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine schematische Darstellung der Erfindung,

Figur 2 zeigt die Erfindung im Kompressionszustand mit geöffnetem Lufteinlass,
Figur 3 ist eine schematische Darstellung des Kolbens der Erfindung in C-Richtung, Figur 4 zeigt den Querschnitt des Kolbens der Erfindung von A nach A,
Figur 5 ist eine erweiterte schematische Darstellung des oberen und unteren Endes der Pleuelstange der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FUNKTIONSWEISE

Der neuartige Zweitaktmotor wird durch Zeichnungen und eine Beschreibung der Betriebsweise detailliert erklärt:

Gemäß Figur 1 und Figur 2 verfügt der neuartige Zweitaktmotor über ein Zylindergehäuse (1), eine Pleuelstange, eine Kurbelwelle (7) und einen Kolben (11). Der Lufteinlass (12) und der Luftauslass (13) befinden sich an der Seitenwand des Zylinderkopfes in Höhe des unteren Totpunktes. Gemäß Figur 3 und Figur 4 befinden sich der Überströmkanal (14) und der Auslasskanal (15) am oberen Ende des KoI-

bens (11). Gemäß Figur 5 sind der Kolbenbolzen (10), der Kolben (11) und das obere Ende der Pleuelstange (12) durch herkömmliche existierende Technik verbunden. Das obere Ende der Pleuelstange (2) ist mit dem unteren Ende der Pleuelstange (3), an dem die Kurbelwelle (7) befestigt ist, durch sich drehende Kugeln (16) verbunden. Über der Kurbelwelle (8) befindet sich der Mitnehmerbolzen (5), der in Rückstellfedern (9) eingebettet ist. Die Rückstellfedern (9) sind am Mitnehmerbolzen (5) befestigt. Oben ist der Mitnehmerbolzen (5) ist durch ein schrägverzahntes Zahnrad mit der Pleuelstange verbunden, das sich im unteren Bereich deren oberen Endes befindet. Am Mitnehmerbolzen (5) ist eine Nase (6), die in die Aushöhlung (4) am unteren Ende der Pleuelstange (3) gleiten kann. Wie schon oben erwähnt entspricht die Differenz zwischen den beiden Öffnungswinkeln dem Winkel, der durch die Drehbewegung des Kolbens entsteht, wenn er vom Mitnehmerbolzen (5) angetrieben wird. Die beiden Öffnungswinkel sind der Winkel zwischen dem Auslasskanal (15) und dem Luftauslass (13) und der Winkel zwischen dem Überströmkanal

(14) und dem Lufteinlass (12).

Funktionsweise des Zweitaktmotors:

Wenn sich die Kurbelwelle (7) dreht und die Pleuelstange und der Kolben (11) dadurch nach unten bewegt werden, bis dieser den unteren Totpunkt erreicht, werden der Auslasskanal (15) und der Luftauslass (13) geöffnet und die Abgase können entweichen. Durch die Kraft, die durch das schnelle Entweichen der Verbrennungsgase erzeugt wird, entsteht Unterdruck, es wird frisches Gemisch angesaugt und die Kurbelwelle bewegt sich weiter. Durch die Bewegung der Nocke (8) geht der Mitnehmerbolzen nach oben und bewegt das obere Ende der Pleuelstange, bis ein bestimmter Winkel erreicht ist und der Lufteinlass (12) geöffnet wird. Nun bildet der Luftauslass (13) einen überlappenden Winkel, frisches Gemisch fließt in den Raum oberhalb des Kolbens und schiebt die Verbrennungsgase hinaus, bis sich der Luftauslass (13) komplett schließt und sich der Lufteinlass komplett öffnet. Frische Luft und öl strömen ein, bis der Luftansaugprozess beendet ist. Der Drehwinkel des Kolbens hängt von der Eingriffstiefe der Schrägverzahnung ab, durch die das obere Ende der Pleuelstange (2) und der Mitnehmerbolzen (5) verbunden sind. Der Kolben (11), der von der Kurbelwelle (7) angetrieben wird, bewegt sich zum oberen Totpunkt. Durch die Rückstellfedern treibt der Mitnehmerbolzen (5) das obere Ende der Pleuelstange (2) an. Dies bewirkt eine Drehbewegung des Kolbens in die Ge-

genrichtung, bis er sich wieder in der Ursprungsposition befindet. Damit ist der zweite Arbeitstakt abgeschlossen und ein neuer Arbeitszyklus beginnt.

Die Vorteile der Bauweise des &ldquor;neuartigen Zweitaktmotors" sind die geringe Anzahl an hermetischen Einheiten und die überaus kurzen Gaseinlassabstände. Wenn die Kurbelwelle den Kolben antreibt, werden je nach Bewegungsrichtung der Lufteinlass und der Luftauslass geöffnet oder geschlossen. Der Lufteinlass und der Luftauslass befinden sich immer in dem Bereich des Zylinderkopfes, in dem sich der Kolben auf und ab bewegt, so dass dieser leicht geschmiert wird, aber kein Schmieröl in den Luftein- oder -auslass gelangt. Der neuartige Zweitaktmotor kann als Otto-Verbrennungsmotor mit gegenläufigem Arbeitskolben und als Diesel-Kompressionsmotor eingesetzt werden. Der neuartige Zweitaktmotor ist somit eine äußerst wettbewerbsfähige Antriebsmaschine für Autos, Außenbordmotoren und Kleinwerkzeuge und hat ausgezeichnete Marktchancen.

Beschriftung der beigefügten Zeichnungen:

1	Zylindergehäuse
2	oberes Ende der Pleuelstange
3	unteres Ende der Pleuelstange
4	Aushöhlung
5	Mitnehmerbolzen
6	Nase
7	Kurbelwelle
8	Nocke
9	Rückstellfedern
10	Kolbenbolzen
11	Kolben
12	Lufteinlass
13	Luftauslass
14	Überströmkanal
15	Auslasskanal
16	Kugel

Claims

1. Zweitaktmotor mit einem Zylindergehäuse (1), einer Pleuelstange, einer Kurbelwelle (7) und einem Kolben (11), dadurch gekennzeichnet, dass er einen Lufteinlass und einen Luftauslass aufweist, die sich an der Seitenwand des Zylinderkopfes in Höhe des unteren Totpunktes befinden; der Überströmkanal und der Luftauslass über dem Kolbenende liegen; der Kolben mit der Kurbelwelle (7) eine bewegliche Lagerung zwischen dem oberen Ende der Pleuelstange (2) und dem unteren Ende der Pleuelstange (3) verbunden ist; die Kurbelwelle (7) am unteren Ende der Pleuelstange (3) befestigt ist; über der Kurbelwelle (8) ein von Rückstellfedern (9) umgebene Mitnehmerbolzen (5) angeordnet ist; die Rückstellfedern (9) am Mitnehmerbolzen (5) befestigt sind; der Mitnehmerbolzen (5) ist durch eine im unteren Bereich deren oberen Endes angeordneten Schrägverzahnung oben mit der Pleuelstange verbunden ist und der Mitnehmerbolzen (5) unten durch eine Keilnut mit dem unteren Ende der Pleuelstange (3) verbunden ist.

2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen den beiden eingeschlossenen Winkeln der Drehwinkel des von dem Mitnehmerbolzen (5) angetriebenen Kolbens ist, wobei die beiden eingeschlossenen Winkel einmal von dem Winkel zwischen dem Auslasskanal (15) und dem Luftauslass (13) und einmal von dem Winkel zwischen dem Überströmkanal (14) und dem Lufteinlass (12) gebildet sind.